节能环保材料与屋顶绿化技术在建筑节能设计中的应用_张勇钰.pdf

居 舍新材料与新技术572023年1月（中）随着我国建筑技术的不断发展，对建筑节能的要求越来越高，在开发节能技术的同时，也要把各种节能环保的材料应用其中，促进各种新型材料和施工技术的发展，为我国建筑行业绿色化发展提供良好条件。1 建筑节能设计的意义在建筑节能设计中，引进各种新材料、新技术，在一定程度上可以优化建筑整体功能，可提高建筑环境、质量，给人们提供比较舒适且环保的居住条件，且可通过使用节能环保材料，变废为宝，对各种工业固体材料进行循环利用，降低对资源的消耗。在深入发展节能技术的同时，各种新型节能环保材料的出现，为我国建筑行业节能发展提供了有利条件1。在建筑领域中，通过推广各种新型材料和技术，把固体废料作为原材料，发展各种节能材料，促进我国资源使用水平的提升，降低对生态环境的影响，快速完成国家提出的节能减排发展目标。在建筑工程节能设计中，从整体角度出发，优化节能设计方案，调整建筑结构，选择各种新材料、新技术，为建筑节能发展提供支持。在建筑节能设计中，应结合当地实际情况和节能发展要求，引进各种施工技术，尽可能选择新型的环保材料，在满足国家节能发展要求的同时，推动我国建筑行业更好地发展。2 节能环保材料在建筑节能设计中的应用2.1 围护结构及材料的应用建筑围护结构主要是结合建筑内部空间，利用相关结构材料将室内和室外进行分离，其中包含墙体、门窗、屋面等。在建筑围护结构技能设计中，重点设计内容有四个，分别是墙体、门窗、屋面和地面。其中把门窗作为重点，建筑维护结构设计是否合理，将会给建筑投放使用过程中的能耗产生一定影响。在对建筑结构各个位置节能设计过程中，适当地减少围护结构渗透，选择隔热保温施工材料，从而达到建筑外墙保温隔热的效果。尤其是对于我国北方地区，冬季温度比较低，通过优化围护结构设计，可以取得理想的保温效果2。2.2 建筑室内节能墙面材料的应用在建筑室内的隔墙，其墙面受到室内使用功能等因素影响，在墙面造型设计中，不可出现比较明显的凹凸变化，在保证满足建筑内部防火性能要求的同时，选择节能环保的建筑材料，从而防止建筑内部热量快速扩散流失。对于选择轻质隔断节能墙面的设计方案，尤其是在热量导向有着严格控制要求的位置，如相邻办公室、仓库隔墙，尽可能减少热量的传递，选择新型的节能环保建筑材料，如轻质隔断内填充保温材料，在轻钢龙骨纸面石膏板隔墙中加入适量的隔热保温材料，在保证墙面隔热性能的同时，防止热量大幅扩散。2.3 建筑外墙复合墙体材料的应用在建筑节能设计中，墙面热量耗散在整个建筑采暖热耗中的比例超过30%，尤其是对于我国北方地区来说，其建筑墙体如果只是通过单一施工材料进行建摘 要在当前我国建筑行业改革发展中，国家提出了低碳环保发展理念，并对建筑节能设计提出严格要求。结合目前情况，我国各种节能技术实现全面发展，在建筑领域中，除了加强原有节能技术应用外，还要引进各种新兴技术和工艺，把各种节能环保的材料应用其中，引导我国建筑行业朝着绿色化、节能化的趋势发展。结合当前情况，在建筑工程节能设计中，各种屋顶绿化技术、节能材料被应用其中，可以减少对不可再生资源的依赖，从中获取更多的效益，促进建筑行业更好发展。本文从建筑节能设计角度出发，进一步探讨节能环保材料与屋顶绿化技术在建筑节能设计中的应用，并提出相应的应用建议。关键词节能环保材料；屋顶绿化技术；建筑节能设计；应用中图分类号TU201.5 文献标识码A 文章编号1674-1900（2023）02-0057-03节能环保材料与屋顶绿化技术在建筑节能设计中的应用张勇钰（甘肃中盛弘宇建筑工程有限公司，甘肃 庆阳 745600）作者简介：张勇钰（1987-），男，汉族，甘肃华池人，工程师，本科，研究方向为建筑工程施工管理。居 舍新材料与新技术582023年1月（中）设，将无法满足我国建筑节能指标要求，应尽可能综合思考采取复合墙体材料，例如空心砖、非粘土砖、混凝土空气砌块等，并且和节能型保温隔热材料充分结合，如 EPS 板、XPS 板。复合材料墙体保温一般有外墙外保温、外墙内保温等，在这些保温材料的作用下，可以提高建筑墙体结构的耐久性，并且防止墙体材料受到温度差异影响而出现不同程度的变形，有效减少墙体在温度应力影响下而出现裂缝问题。在建筑外墙复合墙体材料使用过程中，将其应用在墙体外表面，可以有效降低对建筑室内使用面积的占用3。2.4 外门窗节能材料的应用在整个建筑工程中，外墙门、窗作为建筑内部热量散失的有效渠道，更是建筑节能设计重点关注的内容。通常来说，玻璃门窗在建筑内部热环境下的影响比较大，其可以直接吸收太阳光热量，更是建筑内部热量快速扩散的重要渠道。通常来说，通过外门窗的热量流失，在建筑总热量损耗中的比例超过40%，在确保室内采光满足人们要求的情况下，尽可能让门窗面积桁架合理，满足建筑节能设计要求。从目前情况来看，我国建筑适宜的门窗面积如表1所示：表1 我国建筑适宜的门窗面积朝向窗墙面积比北0.25东西0.30南0.302.5 屋面保温节能材料的应用在建筑节能设计中，虽然建筑屋面并非整个建筑工程中散热最大的位置，但是其在顶层建筑中的温度影响比较大。结合当地实际情况和建筑结构，科学设计建筑内部构造，尽可能选择性能较好的保温材料，同时对屋面防水、隔热保温等要求重点分析，这也是建筑屋面节能设计中重点关注的内容。在建筑屋顶节能设计中，重点考虑其长时间受到阳光、降雨等因素影响，温度差异比较大，通过对屋面结构的科学设计，选择适宜的屋面材料，优化绿色施工措施，做好保温节能设计工作，以实现各项资源的科学利用，改善屋顶微气候条件。例如在我国北方地区，在屋顶设计上主要采用平面屋顶，屋顶保温材料一般选择防水性能强的挤塑型聚苯乙烯板复合材料，其能够减少屋面防水层的温度变化幅度，从而降低屋面女儿墙根部温度应力比较大而产生的负面影响，从而让屋面防水层的使用时间不断延长，这也是我国北方等地区在低温环境下实现屋顶防水保温的主要选择4。对于我国南方等地区，屋顶结构表面可能会面临较大的温度差异变化，屋顶保温隔热材料使用时间比较短，需要重点思考采用屋顶绿化设计对策，满足建筑节能设计要求。3 屋顶绿化技术在建筑节能设计的应用3.1 明确屋顶绿化功能首先，适当调整城市热环境，减少热岛效应发生。对于热岛效应来说，也就是受到各种因素影响，使得中心市区温度远远大于城市郊区。通过实践分析，在绿化覆盖率超过60%的情况下，热岛效应将可以得到良好控制。因为大多数城市绿化面积比较小，在地面上的绿地面积比较有限，并且成本投放量大，所以各个国家和政府部门将目标转移到屋顶节能设计上。在大量屋顶绿化设计中，通过大面积的绿植，可以防止城市热岛效应问题发生。对于没有绿化处理的屋顶昼夜，其逐渐朝着空气散热，对于有绿化屋顶的建筑，其白天向空气中散热强度远远低于没有绿化屋顶的建筑，夜间其可以向空气吸热，达到冷却空气的效果。其次，其还可以吸纳粉尘，净化空气。对于建筑屋顶、阳台等位置，通过采用空间绿化设计方式，能够对土壤中的水分和营养物质充分吸收，进入植物根茎中，在促进植物生长的同时，也可以把环境中的有害气体充分吸收，尤其是空气中的一氧化碳、一氧化硫、重金属等，净化环境的效果比较理想，可以取得良好的净化空气效果。屋顶绿化也能储存水分，降低光照带来的影响，改善城市环境，让城市环境更加适宜。再次，屋顶保温隔热，节能减排。在屋顶结构设计中，其需要接受较大温度变化，夏天因为太阳光直接照射，屋面温度远远高于气温，最高可以超过80。冬季的夜晚，屋顶把吸收的热量传递到空气中，其温度相对较低，最低可以达到零下20。由此可以得知，全年屋顶的温度差异将达到100。因为水分蒸发过程将会带走大量的热量，因此夏季绿化屋顶温度一般在23左右5。绿化屋顶中热量消耗会蒸发大量水分，所以热量不会让屋顶结构表面温度比较高，房屋内部温度不会呈现出明显升高状态。因为绿化屋顶结构展现出较强的热阻，所以隔热保温效果比较理想，屋顶中植物可以起到一定的隔热效果，特别是对于一些常绿植物，如春藤，其可以覆盖在屋顶表面，形成一个庞大的绿毯，将多余的热量吸收。最后，保护建筑，延长其使用期限。屋顶结构中的防水保护层将会直接暴露在温度明显变化的空气环境中，受到外界环境因素影响而出现不同程度的老化问题，导致屋顶裂缝，使得其使用期限缩短。通过重视绿色植物，可以让防水层居 舍新材料与新技术592023年1月（中）外表温度变化控制在标准范畴内，只是普通屋顶的6%左右，如果是冬季，不超过15%。由此可以得知，通过采用绿化屋顶结构设计方式，能够降低防水保护层全面温度变化，从而达到保护屋面的效果。3.2 科学选择绿化植物在选择绿化植物时，应满足以下要求：第一，因地制宜。众所周知，植物生长习性将会受品种的影响，如南方地区，由于温度比较高，应种植一些耐高温、抗强光的植物。在绿化屋顶结构设计中，重点思考植物对当地气候条件、土质环境的需求，尽可能选择本土植物，尤其是对于屋顶环境比较恶劣的位置，应选择一些生长习性强、适应能力高的本土植物。要想让绿化屋顶更具新鲜感，可以对本土植物特点综合思考，从而提高绿化屋顶的层次感和审美性，第二，选择一些具备较强抗寒性、抗寒性的植物。因为绿化屋顶植物大部分不会受到建筑物的遮挡，而直接暴露在阳光环境中，夏季温度比较高，土壤湿度相对较低，可能会出现严重的干燥、缺水等问题，为了保证植物生长质量，应选择抗旱能力强的植物。在屋顶上由于风力比较大，尤其是在台风天气下，受到风雨因素影响，给植物生长产生一定影响。需要在选择植物时，尽可能选择矮棵、具备较强抗风能力的植物。第三，常绿植物。对于屋顶花园的设计，尽可能适当扩充城市绿化面积，达到美化城市环境的效果。在屋顶花园植物设计中，尽量选择常绿植物，选择叶片形状比较美观的品种，其中可以夹杂一些色彩比较艳丽的花卉植物，通过不同颜色的搭配，让绿化屋顶设计更具艺术感。3.3 绿化种植基质选择种植基质作为植物生长的主要载体，不仅可以确保植物的成活率，同时也能为植物的正常生长提供良好的条件，减少建筑屋面荷载。但是，在我国大部分屋顶绿化种植中，土的厚度比较大，在一定程度上增加建筑荷载，大部分企业选择原状土或者是自然土，其中也包含部分建筑施工中产生的垃圾。因为这些土壤展现出明显的易板结、透水能力差等特点，并且一些细小的颗粒会造成反滤层的堵塞，影响其排水效果，导致土壤中的大部分水分滞留，不利于植物的正常生长。总体来说，屋顶绿化植物基质基本要求有以下几个方面：第一，轻质；第二，营养充足；第三，透气性；第四，结构比较稳定，如抗风蚀性、避免水土大量流失；第五，抗板结性；第六，pH 值满足要求；第七，环保性，无污染。各种轻质保水性强的人工造土成了当前屋顶绿化种植中的主要选择，如无机基质，其中包含了陶砾、珍珠岩、蛭石等，对于有机基质来说，其中包含了泥炭、草炭等价格比较便宜的资源。在我国屋顶绿化种植中，大部分种植基质选择的是复合基质，所有基质的选择以2种最佳，复合基质应满足以下要求：第一，增加基质孔隙度；第二，增强基质保水保肥能力；第三，提高基质透气性及透水性；第四，增强基质固定植物的种植能力6。3.4 绿化种植的设计在屋顶绿化设计中，需要采取绿化种植方式，其中包含园景树、花灌木等。我国大部分屋顶绿化采用的地被植物，但是植物选择来源比较单一，整体美观性不强，不具备较强的抗病虫害能力。在种植区内，可以结合乔木、地被情况，形成完整的绿色生态群落，根据高度层次变化，选择满足各个地区种植要求的植物，确定种植深度和土壤情况，让屋顶局部展现出微地形变化，提高屋顶造景的层次性。4 结语总而言之，在我国全面倡导低碳环保发展理念下，在我国建筑工程施工建设中，应满足低碳环保发展要求，把各种新型节能环保材料和屋顶绿化施工技术应用其中，通过对工程现场情况的调查，科学设计节能方案，在满足节能要求的同时，提高工程整体效益，推动我国建筑行业朝着绿色化、节能化的趋势发展。参考文献1 黄文虎.高层建筑节能设计问题及优化策略研究 J.中国建筑装饰装修，2022（20）：77-79.2 董俊莹.绿色建筑理念在养老建筑节能设计中的运用研究 J.